[發明專利]一種多孔推進劑無溶劑壓伸成型模具及壓伸工藝

有效

• 申請號: 201710767887.0
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107556146B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 王江寧;裴江峰;宋秀鐸;謝波;鄭偉;張軍;孫志剛;袁志鋒;陳俊波
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: C06B25/22
• 分類號: C06B25/22;C06B21/00;C06D5/06;B30B15/02
• 代理公司: 11011 中國兵器工業集團公司專利中心
• 代理人: 梁勇

本發明公開一種多孔推進劑無溶劑壓伸模具及壓伸工藝，主要解決現有多孔改性雙基推進劑制備問題。本發明的模具采用光潔度為1.6μm調質處理的45#鋼車削加工而成，利用該模具、預壓伸工藝及常規工藝壓伸專用軟料完成。本發明適用于多孔的雙基和改性雙基推進劑裝藥。

技術領域

本發明涉及一種推進劑無溶劑壓伸成型模具及工藝，主要用于多孔裝藥的推進劑藥柱成型，以滿足導彈、火箭及其燃氣發生器裝藥的裝備需求。

背景技術

多孔裝藥是槍炮發射藥常用的裝藥藥型，由于多孔裝藥成型過程中藥料與模具之間的阻力較大，壓機對模具腔體中的藥料施加的壓力大幅度增加，危險性高，導致至今沒有實現三孔以上的雙基和改性雙基推進劑藥柱無溶劑壓伸成型。多孔槍炮發射藥通常采用溶劑增加物料的流動性以降低模具中藥料壓力，獲得目標裝藥后再除去溶劑，但藥柱尺寸較大時內部溶劑很難完全去除，因此不能實現大尺寸多孔裝藥。固體推進劑一般采用多根單孔管狀或毛刷式裝藥的形式達到多孔裝藥的工作效果。但是，多根裝藥內、外孔燃燒表面承受到燃燒室壓力很難設計平衡，在燃燒結束前往往造成藥柱碎裂，導致沖量降低，不能滿足使用要求。

發明內容

針對現有技術的不足和缺陷，本發明提供一種多孔模具及壓伸工藝，可實現多孔改性雙基推進劑裝藥的無溶劑壓伸成型。

在壓伸成型試驗中，分析發現物料與模具之間的摩擦阻力是導致物料在安全壓力下(小于12.5MPa)無法發生粘性流動的根本原因，所以，降低物料和模具之間的摩擦阻力是本發明研究創新的基本點。模具光潔度越高，物料與模具之間的摩擦力越小。硬度高的材料機械加工過程難度大，但光潔度比較容易滿足設計要求。推進劑配方中通常有偏堿性的二號中定劑、鉛鹽、銅鹽等催化劑，物料和模具之間的摩擦力因為物料的偏堿性發生了變化，導致無溶劑壓伸多孔改性雙基推進劑難以成型。為了解決物料與模具摩擦力的問題，本發明首次研究了一定壓力和高溫條件下，物料與相同光潔度的不同模具材質之間的摩擦力，發現光潔度為1.6μm調質處理的45#鋼，在65-95℃及加壓使用條件下摩擦力最小，因此選取其作為模具的材料。

按照常規工藝，利用上述模具進行了大量壓伸成型試驗，但即使壓伸負荷接近安全極限壓力15MPa也沒有成功。多次試驗中，發現從模具中不同部位的物料流動狀態、表面光潔度不同，針對此問題，采用一種與推進劑物料主成分接近的軟料，利用其流動性好的特點，進行接近實際使用條件的預壓伸研究，出藥壓力負荷只有8-9MPa。使用專用軟料預壓伸過的模具，其表面光潔度一致，進行多孔改性雙基推進劑裝藥壓伸，試驗一次使用成功，實現了無溶劑壓伸復雜裝藥技術的突破。

本發明提供一種多孔改性雙基推進劑無溶劑壓伸成型模具，包括模座和模針，模針由模針架和n根模針組成，均按照常規模具設計及制造得到，其中n≥3；所述模具采用光潔度為1.6μm調質處理的45#鋼車削加工而成。

本發明的預壓伸工藝是實現物料與模具各方位摩擦力均勻的必須環節，采用主要成分與改性雙基推進劑接近的常規工藝預壓伸專用軟料，壓伸一次即可完成。軟料質量百分比組成為：58％硝化棉、17％二硝基甲苯、17％鄰苯二甲酸二丁酯、2％凡士林、3％二號中定劑和3％碳酸鈣。壓伸工藝具體操作步驟為：

(1)將80℃～90℃預壓伸專用軟料裝入85℃～95℃模具，3～5MPa保壓8～15min，加壓至10MPa～12MPa將軟料壓出，保持出藥速度穩定的出藥平衡壓力為8～11MPa；

(2)將80℃～90℃改性雙基推進劑裝入85℃～95℃模具，3～5MPa保壓8～15min，加壓至10MPa～12MPa，獲得多孔改性雙基推進劑裝藥。

本發明的優點在于：可實現多孔異形藥柱的無溶劑壓伸安全成型，其出藥壓力為8～11MPa，低于12.5MPa的壓伸安全壓力，保證產品質量同時保證安全。

附圖說明

圖1為推進劑無溶劑壓伸成型模具示意圖